摘要：为了研究黑土区施加生物炭的施用模式,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行了为期3年的观测。2015年按照生物炭的施加量共设置C0(0t/hm^2)、C25(25t/hm^2)、C50(50t/hm^2)、C75(75t/hm^2)、C100(100t/hm^2)5个处理,2016、2017分别连续施加等量的生物炭。分析了黑土区连续3年施加生物炭后土壤理化性质、水土保持效应、节水增产效应等指标的变化规律,并建立改进的TOPSIS模型对生物炭的施用模式进行综合评价。结果表明:土壤有机碳密度、pH值随施炭量的增加均呈线性递增趋势,土壤容重随施炭量的增加呈线性递减趋势,且施用年限越久,作用越明显;施用1年时田间持水率随施炭量的增加呈线性递增趋势,C100处理田间持水率最大,为35.48%,连续施用2年、3年时田间持水率随施炭量的增加呈先增后减的二次抛物线变化,均为C50处理达到最大,分别为36.20%、36.24%;3年的年径流量和年土壤侵蚀量随施炭量的增加均呈先减后增的二次抛物线变化,连续施加2年50t/hm^2的生物炭减流效果和抗土壤侵蚀效果最优;连续3年施加生物炭均提高了大豆产量和水分利用效率,各年份产量和水分利用效率提高最大的分别为C75(21.8%、25.3%)、C50(33.3%、27.6%)、C50(24.1%、19.8%);在不同施炭量和施用年限条件下,改进的TOPSIS模型能客观、清晰地描述土地生产力变化过程,并总结出生物炭施用模式,即连续施加2年50t/hm^2的生物炭对土地生产能力的提升最优,其次是施加1年75t/hm^2的生物炭。

关键词：生物炭 施用模式 综合评价 土地生产力指数 topsis模型 

单位：东北农业大学水利与土木工程学院; 哈尔滨150030; 农业部农业水资源高效利用重点实验室; 哈尔滨150030; 黑龙江农垦勘测设计研究院; 哈尔滨150090; 东北林业大学林学院; 哈尔滨150040; 东北农业大学理学院; 哈尔滨150030